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12.5 • Le métamorphisme d’ultra-haute pression (UHP) dans le monde
Le massif cristallin interne de Dora Maira est une portion de la marge continentale européenne. Cette formation est globalement métamorphisée à l’alpin dans
des conditions de faible degré du faciès Schistes verts, mais elle contient des assemblages reliques de très haute pression. Il s’agit de métapélites appelées « schistes
blancs », caractérisées par l’association talc + disthène qui indique des pressions
supérieures à 1 GPa. La paragenèse de ces roches est à quartz + talc + disthène
+ phengite + rutile + grenat proche du pôle pur magnésien, le pyrope. Les cristaux de
grenat, pouvant atteindre 20 cm de diamètre, contiennent en inclusions des reliques
de coésite, partiellement transformées en quartz (Chopin, 1984 ; figure 2.2). La coésite
est un polymorphe de très haute pression de la silice : le minéral est stable à des pressions
supérieures à 2,7 GPa, c’est-à-dire à plus de 90 km de profondeur (figures 12.1 et
12.2). Il peut être considéré comme le minéral isograde d’un faciès métamorphique
d’ultra-haute pression. Comme nous l’avons discuté au chapitre 2, la transformation de
la coésite en quartz nécessite une augmentation de volume qui explique les fractures
radiales dans le cristal hôte de grenat autour de l’inclusion. Le grenat hôte a résisté
mécaniquement à l’augmentation de volume et la transformation n’a été que partielle.
Dans la matrice de la roche, la coésite, non blindée dans un minéral résistant, s’est
complètement transformée en quartz. De nouveaux minéraux indicateurs des ultrahautes pressions ont été, par la suite, découverts : il s’agit de l’ellenbergerite, le
magnésiochloritoïde, la magnésiodumortiérite. L’ellenbergerite est, comme la coésite,
en inclusion dans le grenat ; elle est stable à des pressions supérieures à 2,7 GPa et à
des températures inférieures à 725 °C. Ce silicate alumino-magnésien et titanifère
contient jusqu’à 8 % d’eau. Ces minéraux, qui sont souvent en minuscules inclusions
dans les cristaux de paragenèses de bas degré métamorphique, fournissent des informations majeures sur l’histoire de la roche et sur l’histoire de la région qui contient
cette roche !
12.5 LE MÉTAMORPHISME D’ULTRA-HAUTE PRESSION
(UHP) DANS LE MONDE
À la suite de ces découvertes dans les Alpes, des témoins d’UHP et de nouveaux
minéraux diagnostiques de ces conditions ont été signalés à travers le monde, dans des
chaînes d’âges variés (figure 12.3). La présence de diamant, d’origine métamorphique,
indique des pressions supérieures à 4 GPa, c’est-à-dire des profondeurs supérieures
à 120 km (figure 12.1). Il s’agit souvent de microcristaux, comme les microdiamants
de quelques micromètres de diamètre en inclusions dans les cristaux de zircon dans
une éclogite de la chaîne hercynienne du Erzgebirge en Allemagne. Des clinopyroxènes
avec une teneur « élevée » en K 2 O (1,5 %) dans des gneiss à silicates calciques dans
le massif de Kotchetav (Russie) indiquent également des pressions supérieures à 4 GPa.
Durant la décompression de la roche, le potassium se concentre dans des lamelles
de feldspath potassique dans le pyroxène hôte. Souvent, ces minéraux, marqueurs de
conditions extrêmes, ne sont plus présents dans la roche, mais sont représentés par
des précipités ou exsolutions libérés au cours de la rétromorphose. Ainsi, dans ce
9782100522682-Nicollet.fm Page 163 Mardi, 29. décembre 2009 4:34 16
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12.5 • Le métamorphisme d’ultra-haute pression (UHP) dans le monde
Le massif cristallin interne de Dora Maira est une portion de la marge continentale européenne. Cette formation est globalement métamorphisée à l’alpin dans
des conditions de faible degré du faciès Schistes verts, mais elle contient des assemblages reliques de très haute pression. Il s’agit de métapélites appelées « schistes
blancs », caractérisées par l’association talc + disthène qui indique des pressions
supérieures à 1 GPa. La paragenèse de ces roches est à quartz + talc + disthène
+ phengite + rutile + grenat proche du pôle pur magnésien, le pyrope. Les cristaux de
grenat, pouvant atteindre 20 cm de diamètre, contiennent en inclusions des reliques
de coésite, partiellement transformées en quartz (Chopin, 1984 ; figure 2.2). La coésite
est un polymorphe de très haute pression de la silice : le minéral est stable à des pressions
supérieures à 2,7 GPa, c’est-à-dire à plus de 90 km de profondeur (figures 12.1 et
12.2). Il peut être considéré comme le minéral isograde d’un faciès métamorphique
d’ultra-haute pression. Comme nous l’avons discuté au chapitre 2, la transformation de
la coésite en quartz nécessite une augmentation de volume qui explique les fractures
radiales dans le cristal hôte de grenat autour de l’inclusion. Le grenat hôte a résisté
mécaniquement à l’augmentation de volume et la transformation n’a été que partielle.
Dans la matrice de la roche, la coésite, non blindée dans un minéral résistant, s’est
complètement transformée en quartz. De nouveaux minéraux indicateurs des ultrahautes pressions ont été, par la suite, découverts : il s’agit de l’ellenbergerite, le
magnésiochloritoïde, la magnésiodumortiérite. L’ellenbergerite est, comme la coésite,
en inclusion dans le grenat ; elle est stable à des pressions supérieures à 2,7 GPa et à
des températures inférieures à 725 °C. Ce silicate alumino-magnésien et titanifère
contient jusqu’à 8 % d’eau. Ces minéraux, qui sont souvent en minuscules inclusions
dans les cristaux de paragenèses de bas degré métamorphique, fournissent des informations majeures sur l’histoire de la roche et sur l’histoire de la région qui contient
cette roche !
12.5 LE MÉTAMORPHISME D’ULTRA-HAUTE PRESSION
(UHP) DANS LE MONDE
À la suite de ces découvertes dans les Alpes, des témoins d’UHP et de nouveaux
minéraux diagnostiques de ces conditions ont été signalés à travers le monde, dans des
chaînes d’âges variés (figure 12.3). La présence de diamant, d’origine métamorphique,
indique des pressions supérieures à 4 GPa, c’est-à-dire des profondeurs supérieures
à 120 km (figure 12.1). Il s’agit souvent de microcristaux, comme les microdiamants
de quelques micromètres de diamètre en inclusions dans les cristaux de zircon dans
une éclogite de la chaîne hercynienne du Erzgebirge en Allemagne. Des clinopyroxènes
avec une teneur « élevée » en K 2 O (1,5 %) dans des gneiss à silicates calciques dans
le massif de Kotchetav (Russie) indiquent également des pressions supérieures à 4 GPa.
Durant la décompression de la roche, le potassium se concentre dans des lamelles
de feldspath potassique dans le pyroxène hôte. Souvent, ces minéraux, marqueurs de
conditions extrêmes, ne sont plus présents dans la roche, mais sont représentés par
des précipités ou exsolutions libérés au cours de la rétromorphose. Ainsi, dans ce
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